Mida Maal võiks elada Marsi soolase vee järves? Ekspert selgitab

Our Miss Brooks: House Trailer / Friendship / French Sadie Hawkins Day (Juuli 2019).

Anonim

Uute tõendite hirmutamine on näidanud, et Marsil võib olla soolane järv liustiku all. Kuigi külmumistemperatuuril olev soolalahus ei tundu kõige külalisväärsemate keskkondade poolest, on raske vastupanu kaaluda, kas orgaaniline elu võib ellu jääda - või isegi mingisugune elu - seal.

Kuid mis tüüpi elu võiks see olla? Kuna Mars oli kunagi märksa veetlikum koht, võib see tõepoolest varjata mõnda iidset eluviisi - kas fossiiliseeritud või elus. Võimalik, et ka Maa mikroobid on planeedi kogemata saastanud minevikus kosmoseuuringute missioonidel, ja mitte tõenäoliselt, et nad elavad praegu järve ääres.

Ehkki ehitises ei leia me tõenäoliselt suuremaid loomi. Maal on mõned putukad, kalad ja muud organismid, mis on võimelised elama madalamatel temperatuuridel. Marsil puuduvad siiski toiduvõrgud, mida on vaja kõrgemate organismide säilitamiseks. Seevastu paljud mikroorganismid on võimelised elama vaenulikes keskkondades isegi siis, kui seal pole teisi organisme.

Me teame Maa-uuringust, et paljud mikroobid suudavad soolvees elada. Üks viimane uurimus näitas, et selliste "halofiilsete mikroobide" kogukonnad, mis on kohandatud elama kõrge soolasisaldusega, on mitmekesised ja rikkad biomassist - isegi siis, kui need on küllastunud naatriumkloriidiga (lauasool).

Paljud maapealsed halofiilid on karmid - väga vastupidavad ultraviolettkiirgusele ja madalatele temperatuuridele. Mõned on hapniku puudumisel võimelised raku hingamist. Teatavad halofiilsed mikroobid - sealhulgas Aspergillus penicillioides seened, Halanaerobium bakter ja metaanit tootvad organismid, mis on tuntud kui arheaed, võivad ellu jääda martiani soolvees.

Madal temperatuur

Elu peamine takistus on tõenäoliselt liiga madal temperatuur (umbes -70 ºC). Kuid Marsil kogetud temperatuurid on tegelikult vähem külmad kui need, mida kasutatakse Maa sügavkülmas, et säilitada mikroobseid rakke või muid bioloogilisi materjale seisvas, kuid siiski elujõulises olekus (-70 ° C kuni -80 ° C). Veelgi enam, mõned soolad võivad tegelikult takistada soolvee külmumist isegi madala temperatuuri juures kui Marsi järve oodataval temperatuuril. Seepärast on väljaspool kahtlusi, et mõnesid mikroobide süsteeme oleks võimalik säilitada (ja tõenäoliselt ellu jääda) Marsil.

Tõepoolest, me teame, et mikroobid võivad pika aja jooksul püsida seisvas seisundis - isegi ilma vedelata. Me pole ikka veel kindel, kui kaua, aga tõenäoliselt tuhandeid aastaid ja võib-olla palju kauem aega. Taimed ja loomad, nagu ümmardussed - mis on kahjulikumad kui mõned mikroobid, on taastatud kogu maailmas pärast külmutamist Maa peal umbes 30 000-42 000 aastat.

Mikroobid on taaskasutatud ka iidsete soolakristallide sees olevatest vedelikest. Ja mõnede esimese elu Maa peal on säilinud ka iidsed kivimid - ka need, mis on seotud sooladega.

Soola tüübid

Veelgi keerulisem on näidata, et rakud võivad olla aktiivsed martiani tingimustes. Vedelvesi on mikroobse funktsiooni seisukohast väga oluline, ja rakkude populatsioone toetavad maakera veekogud võivad varieeruda tohutult ulatuses - ookeanidest või järvedest kuni palja silmaga nähtamatute veemolekulide õhukeste kileteni.

Sool aitab kindlaks teha, kas mikroobne aktiivsus võib toimuda vees. Vee molekulide osakaalu lahuses nimetatakse vee suhteliseks molaarfraktsiooniks, mida nimetatakse ka "vee aktiivsuseks". See parameeter võib dikteerida, kas elu on konkreetses asukohas ja ajahetkel usutav. Kõigil mikroorganismidel on vee aktiivsuse optimaalne väärtus ja minimaalne väärtus, mille juures nende metaboolne aktiivsus peatub (see sõltub mikroobist ja keskkonnatingimustest väga suurel määral).

Soola lahustunud soola ja toitainete liigid mõjutavad vee aktiivsust. Mõned lahustunud materjalid lahjendavad vesimolekule ja hoiavad neid keemiliste sidemete kaudu, mõnikord takistades rakke neile juurde pääseda. Seega võib lahustunud ühendite keemiline olemus kindlaks teha, kas valgud, membraanid ja muud süsteemid, mille elu sõltub, säilitavad piisava stabiilsuse ja paindlikkuse, et jääda puutumatuteks ja funktsionaalseteks.

Kuigi naatriumkloriidi domineerivad soolveestikud on maailmas kõige sagedamini esinevad, on iidsel Marsil tavalised sulfaatsoolad, mis on tänapäeval veel levinud. Kuid me ei saa olla kindel, kas Marsi järves on selline soola tüüp. Kui see on nii, võib see olla mikroobide jaoks halbu uudiseid. Ühes uuringus on leitud, et sulfaatsoolade soolvees võib tegelikult olla suurem ioontugevus (soola lahuse elektrilaengu mõõde) kui Maa peal leiduv, mis muudab need vähem elamiskõlblikuks. Sellegipoolest on täpne sellekohane mehhanism ebaselge.

Muud tüüpi soolad, sealhulgas magneesiumkloriid ja perkloraadid, suurendavad bioloogiliste molekulide paindlikkust madalamatel temperatuuridel ja suurendavad seega rakkude ainevahetust. Sellised soolad, mida nimetatakse "kaotroopseteks", võimaldavad mikroobide kasvu palju madalamal temperatuuril kui tavaliselt. Teiste orgaaniliste ainete, mis on kaotroopsed, sealhulgas glütserool, alkoholid ja fruktoos, olemasolu võib samuti soodustada rakuvälist metabolismi (vaenulikes tingimustes), näiteks madala temperatuuri või madala veega.

Niisugused soolveestikud on keerukad ja, kuigi me teame palju biofüüsikalisi piiranguid elule Maal, on vähe teada ülekaaluka enamuse maapiirkondade mikroobide stressibioloogia. Kui kinnitatakse Marsil asuvat kahekordse soolase järve, peame kõigepealt kindlaks määrama, millised soolad on olemas, et rohkem teada saada mobiilside mõju kohta.

Säilituskamber?

Nii, et sellest, mida me teame Maa elust, vähese veetase, soolad, kaotroopsed tingimused ja -70 ° C temperatuurid, võivad igaüks tegutseda, et säilitada elu. Kuid säilitamine ei ole täpselt sama kui elus ja lööd. Maa kasvu tuntud piirangud on vahemikus -15 ° C kuni -20 ° C kõige vastupidavamate mikroobide liigid. Raku metabolismi piirid asuvad kusagil vahemikus -20 ° C kuni -40 ° C. See tähendab, et siiani ei ole tuvastatud sellist maapealset mikroobet, mis võiks säilitada rakulist funktsiooni tingimustel, mis Marsil tavaliselt esinevad.

Kui maismaa mikroobid asuvad tõepoolest martiani keskkonnas, võivad nad siiski olla elus veel passiivsed ja tõenäoliselt võivad nad jätkata aktiivsust, kui kohalik temperatuur tõuseb bioloogiliselt lubatud tasemele. Ja kui Marsil on aktiivne elu, siis on loogiline eeldada, et sellel elul on ka areng.

Loodusliku soolase Martiani järve tegelikkuses on tõenäosus, et see toimib säilituskambrina kui elutähis. Siiski on ikkagi äärmiselt põnev uudis - see muudab järve ideaalseks eesmärgiks tulevaste kosmosessioonide jaoks, mille eesmärk on leida iidse eluviisi märke.

menu
menu